Экологическая оценка воздействия барды послеспиртовой при использовании ее в качестве удобрения на состояние базовых компонентов агроэкосистемы в условиях серых лесных почв верхнего Поволжья (стр. 5 )

На вариантах, с внесением барды послеспиртовой отмечено значительное увеличение содержания подвижных форм основных элементов питания: в среднем по трем опытам содержание подвижного фосфора на удобренных вариантах было на 35 мг/кг, калия – на 17 мг/кг больше, чем на контроле.

Содержание тяжелых металлов в почвах опытов было существенно ниже ОДК (ПДК) и в большинстве случаев – фона (табл. 15). Применение высоких доз барды послеспиртовой практически не повлияло на санитарно-гигиеническую характеристику почвы.

Проведенные исследования свидетельствуют о крайне низкой степени опасности сверхнормативного загрязнения почв тяжелыми металлами под действием изучаемого отхода.

15. Валовое содержание /содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве (опыты № 3а, 4а, 5а) (мг/кг), среднее за гг.

Вариант	Свинец	Кадмий	Цинк	Медь	Никель
1. Контроль	6,47/0,52	0,43/0,10	6,87/0,21	23,3/1,35	9,91/0,56
2. Барда 100 мл/сосуд	6,47/0,54	0,43/0,11	7,04/0,24	23,8/1,34	9,77/0,60
3. Барда 200 мл/сосуд	6,55/0,51	0,43/0,11	7,37/0,24	23,9/1,45	9,92/0,63
4. Барда 300 мл/сосуд	6,60/0,55	0,44/0,12	7,59/0,27	25,1/1,75	10,02/0,64
5. Барда 400 мл/сосуд	6,88/0,56	0,45/0,12	7,71/0,29	27,6/2,01	10,10/0,64
ОДК, не более*	65,0/6,00	1,0/-	66,0/23,00	110,0/3,00	40,0/4,00
Фон	8,7/1,00	0,61/0,20	9,2/0,30	26,6/0,90	20,8/1,50

Глава 5. Влияние совместного применения барды послеспиртовой

и минеральных удобрений на продуктивность сельскохо -

зяйственных культур и свойства светло-серой лесной почвы

Применение традиционных агрохимических средств может изменить потенциальные негативные эффекты, вызванные действием барды, в связи с чем особую актуальность приобретают исследования направленные на изучение удобрительной ценности барды послеспиртовой совместно с минеральными удобрениями и известью (рис. 1).

Рисунок 1 – Урожайность зерна овса и яровой пшеницы на фоне

применения барды и традиционных агрохимических средств,

2008, 2009 и 2011 гг.

В среднем по трем годам проведения исследований прибавки урожая от внесения барды на фоне извести и без нее были эквивалентными. Совместное применение отхода и минеральных удобрений позволило увеличить массу зерна опытных культур в 1,3 раза относительно варианта с односторонним внесением барды. Следует отметить, что прибавка от применения органического отхода (разница между вариантами 1 и 2) превышала дополнительный эффект от внесения минерных удобрений (разница между вариантами 2 и 4). Сочетание барды, извести и минеральных удобрений было наиболее эффективным – именно на данном варианте получена максимальная масса зерна обеих культур. Однако в опытах с пшеницей разница между данным вариантов и предыдущим не превышала НСР.

Максимальная аккумуляция азота в растительной продукции отмечена на фоне внесением минеральных удобрений (варианты 4 и 5), наибольшее содержание фосфора и калия в отдельных случаях соответствует варианту с применением барды на фоне известкования.

Применение барды, как и в предыдущих опытах, способствует подкислению почвы. Известкование позволяет полностью устранить проявление данной тенденции и значительно улучшить физико-химические свойства почвы.

Глава 6. Изменение фосфатного состояния почвы под действием

барды послеспиртовой

Установлено, что вследствие использования барды послеспиртовой в качестве органического удобрения, в том числе при разовом внесении ее высоких доз происходит увеличение содержания подвижных форм фосфатов. Очевидно, барда оказывает более глубокое воздействие на фосфатное состояние почвы, способствуя перераспределению фосфора между различными почвенными группами и изменению степени его подвижности. При этом фосфор является элементом, во многом определяющем экологическое состояние агроэкосистемы, что предопределяет актуальность изучения фосфатного режима почвы на фоне утилизации отходов.

Данные свидетельствуют, что на почве с участков утилизации барды послеспиртовой отмечается более высокое содержание, чем на фоновых почвах и органических, и минеральных фосфатов (рис. 2). При этом относительное содержание органических соединений, содержащих фосфор, в почвах, длительное время испытывающих воздействие изучаемого отхода, несколько выше, чем в фоновых.

Рисунок 2 – Содержание Рорг. и Рмин. в почвах участков утилизации

барды послеспиртовой

На фоне абсолютного увеличения каждой определяемой группы минеральных фосфатов при утилизации барды послеслеспиртовой отмечается перераспределение отдельных групп в сторону относительного уменьшения Са-Р за счет увеличения доли фосфатов, связанных с алюминием (рис. 3). Данный факт, очевидно, связан с подкислением почвы. Аналогичные результаты получены в опытах с возрастающими дозами барды послеспиртовой: на фоне максимальных доз отхода отмечено некоторое относительное увеличение содержания органофосфатов, а также возрастание фосфатов, связанных с железом и алюминием.

Фоновый участок

Участок утилизации

Рисунок 3 – Фракции минеральных фосфатов в светло-серой лесной почве

В модельном опыте была определена фосфатазная активность, которая характеризует интенсивность биохимических процессов мобилизации органического фосфора в почве (табл. 16).

16. Фосфатазная активность почв в модельном опыте,

мг Р2О5/ на 1 г почвы за 30 мин.

Вариант	Сроки отбора
после закладки	2 недели	4 недели	6 недель	8 недель	10 недель
1. Контроль	0,35	0,33	0,33	0,36	0,30	0,34
2. Барда 100 мл/сосуд	0,38	0,38	0,40	0,39	0,32	0,38
3. Барда 200 мл/сосуд	0,45	0,42	0,42	0,44	0,42	0,44
4. Барда 300 мл/сосуд	0,44	0,45	0,40	0,50	0,50	0,44
5. Барда 400 мл/сосуд	0,50	0,54	0,48	0,50	0,48	0,49

Установлено, что на фоне внесения барды послеспиртовой активность данного фермента повышается. Так, на варианте с максимальной дозой отхода значение показателя в среднем почти на 50 % выше, чем на контроле. При этом эффект напрямую зависел от дозы барды и сохранялся в течение всего периода исследований.

ВЫВОДЫ

1. Основным негативным последствием длительного применения высоких доз барды послеспиртовой в агроэкосистеме является ухудшение физико-химических свойств почвы: серые лесные почвы участков утилизации отхода отличаются от фоновых аналогов меньшим рНKCl (на 0,3 и 0,8 единиц), большей гидролитической кислотностью (на 0,5 и 2,0 мг-экв./100 г), более низкой степенью насыщенности основаниями (на 4 и 9 % на светло-серой и темно-серой лесной почве соответственно). Степень проявления негативного эффекта определяется устойчивостью почвы.

2. На почвах участков утилизации барды послеспиртовой отмечено улучшение питательного режима, проявляющееся в увеличении содержания подвижных форм фосфора (в среднем по участкам в 1,2 раза) и калия (в 2,2 раза), увеличении общего содержания азота, фосфора и калия относительно фона. Продуктивность зерновых культур, полученных на почвах с участков утилизации барды, на 57 % (овес, выращенных на светло-серой легкосуглинистой почве) и 31 % (яровая пшеница, выращенная на темно-серой лесной почве) выше фоновых значений.

3. Применение возрастающих доз барды послеспиртовой в качестве удобрения под зерновые культуры способствовало увеличению надземной биомассы (массы зерна) овса на 45-%, яровой пшеницы – на 38%. Прибавка зеленой массы викоовсяной смеси варьировала от 6 до 77 % в прямом действии, от 33 до 98 % в последействии и от 47 до 74 % при наложении прямого действия на последействие. В изучаемом диапазоне доз барда не оказывала угнетающего действия на растения, однако по мере увеличения дозы свыше 200-300 мл/сосуд положительный эффект от ее применения в ряде случаев снижался.

4. Применение возрастающих доз барды послеспиртовой способствовало увеличению содержания азота, фосфора и калия в среднем на удобренных вариантах в зерне овса на 8, 17 и 33 относ. %, в зерне пшеницы – на 6, 5 и 13 относ. %, в викоовсяной смеси – на 4, 6 и 25 относ. % соответственно. Выявлена тенденция увеличения содержания нитратов в зеленой массе викоовсяной смеси на вариантах с внесением барды (связь между дозой внесения отходов и содержанием нитратов близка к функциональной). Максимальный уровень показамг/кг при допустимом 500 мг/кг) зафиксирован на фоне наибольшей испытуемой дозы.

5. Внесение возрастающих доз барды послеспиртовой в опыте способствовало ухудшению физико-химических свойств светло-серой лесной легкосуглинистой почвы: в среднем по трем опытам на фоне максимальной дозы ее использования значение рНKCl снизилось на 0,5 единиц, гидролитическая кислотность увеличилась на 0,3 мг-экв./100 г почвы, степень насыщенности основаниями уменьшилась почти на 4 % по сравнению с контролем. Степень влияния в большинстве случаев напрямую зависела от дозы отхода. На вариантах с внесением барды послеспиртовой отмечено значительное увеличение содержания подвижных форм основных элементов питания: в среднем по трем опытам содержание подвижного фосфора на удобренных вариантах было на 35 мг/кг выше, калия – на 17 мг/кг больше, чем на контроле.

6. Применение высоких доз барды послеспиртовой практически не повлияло на санитарно-гигиеническую характеристику почвы. Содержание тяжелых металлов в почвах опытов, а также в почвах участков утилизации барды было существенно ниже ОДК (ПДК) и в большинстве случаев – фона. Растительная продукция, полученная в этих условиях, во всех случаях соответствовала требованиям безопасности по рассматриваемому критерию. Проведенные исследования свидетельствуют о крайне низкой степени опасности сверхнормативного загрязнения почв тяжелыми металлами под действием изучаемого отхода.

7. Совместное применение барды и традиционных агрохимических средств является эффективным: сочетание отхода с минеральными удобрениями позволяет получить дополнительную прибавку урожая зерновых культур, а известкование полностью устраняет негативные последствия, происходящие в почвенно-поглощающем комплексе при использовании кислого отхода. Максимальная продуктивность культур отмечалась при совместном применение барды, минеральных удобрений и извести: сбор зерна на данных вариантах в среднем по годам исследований на 165 % в опытах с овсом и 193 % в опытах с пшеницей превышал контроль.

8. Применение высоких доз барды послеспиртовой (как в опытных условиях, так и на участке утилизации) влияет на фосфатное состояние серых лесных почв: на фоне возрастания абсолютного содержания всех групп фосфатов происходит изменение их относительного содержания в сторону увеличения доли соединений фосфора, связанного с органическим веществом, а также с алюминием и железом. В модельном эксперименте установлено, что применение высоких доз отхода способствует существенному (до 50 %) возрастанию фосфатазной активности почвы.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

При разработке системы обращения с отходами на предприятиях по производству спирта в качестве перспективного направления утилизации барды послеспиртовой, являющегося альтернативой ее длительному хранению в накопителях, следует рассматривать утилизацию отхода в агроэкосистеме. При этом использование барды в качестве органического удобрения должно предваряться разработкой проекта технологии утилизации отхода, обеспечивающей высокий агрономический эффект и отсутствие негативных экологических последствий.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

В журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Дабахова воздействия утилизации отходов на состояние агроэкосистемы и проблемы нормирования / , , Ю, // Агрохимический вестник. – 2011. – № 2. – С. 13–15.

2. Титова отхода производства доломитовой муки на физико-химические свойства кислых почв и их химическую устойчивость / , , , // Достижения науки и техники АПК. – 2012. – № 1. – С. 6–9.

3. Орлов фонов известкования на фракции фосфатов длительно удобряемой светло-серой лесной почвы / , , // Аграраная наука Евро-Северо-Востока. – 2012. – № 6. – С. 23–27.

В сборниках научных трудов:

4. Дабахова качества почвы с участка утилизации барды послеспиртовой / , // Земледелие и его ресурсное обеспечение в современных условиях. – Н. Новгород, 2010. – С. 82–86.

5. Дабахова утилизации барды послеспиртовой на свойства светло-серой лесной почвы / , , // Нетрадиционные источники и приемы организации питания растений: Мат. межд. науч.-практ. конф. / НГСХА. – Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2011. – С. 36–41.

6. Влияние возрастающих доз барды послеспиртовой на урожайность викоовсяной смеси / , , // Нетрадиционные источники и приемы организации питания растений: Мат. межд. науч.-практ. конф. / НГСХА. – Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2011. – С. 73–77.

7. Проблемы и возможности современного сельского хозяйства / // Иностранный язык. Межкультурная профессионально ориентированная коммуникация: Мат. 1-ой рег. студ. науч.-практ. конф. – Ульяновск: ГСХА, 2011. – С. 56 – 58.

8. Эффективность применения различных доз барды послеспиртовой на светло-серой лесной почве / // Нижегородский аграрный вестник: Материалы научно-практической конференции. – Н. Новгород: НГСХА, 2012. – С. 212 – 216.

9. Оценка возможности утилизации барды послеспиртовой в земледелии / // Актуальные проблемы земледелия Евро-Северо-Востока РФ. – Н. Новгород, 2013. – С. 153–158.